Fondamenti di dispositivi elettronici : fisica, tecnologia e modelli

Lo scopo del presente libro è lo studio dei meccanismi di funzionamento dei dispositivi elettronici di base con particolare attenzione allo sviluppo dei loro modelli matematici e circuitali, necessari per l’analisi ed il progetto dei dispositivi stessi, e all’esame delle tecnologie realizzative. La parte introduttiva del volume, dedicata agli elementi di elettronica quantistica (Cap. 1), alla fisica e ai fenomeni di trasporto dei materiali semiconduttori (Cap. 2 e 3), costituisce una buona base propedeutica utile alla comprensione dei capitoli, che trattano con notevole dettaglio i principi di funzionamento dei vari dispositivi. Una ampia sezione (Cap. 4) viene dedicata ai principali processi tecnologici utilizzati per la realizzazione di dispositivi e circuiti integrati in Si e GaAs. Inoltre vengono esaminati i contatti Metallo-Semiconduttore (Cap. 5), le omogiunzioni in silicio ed in arseniuro di gallio (Cap. 6), i dispositivi bipolari BJT ad omogiunzione (Cap. 7), unipolari JFET (Cap. 8), MOSFET (Cap. 9) e i principali dispositivi di potenza (Cap. 10). Per ciascun dispositivo sono esaminati i modelli matematici necessari per formalizzarne i principi fisici di funzionamento ed i vari modelli circuitali, per grandi e piccoli segnali a seconda del tipo di applicazione richiesto al dispositivo. Una particolare attenzione è posta ai modelli di dispositivi dedicati al CAD ed alla descrizione dei cosiddetti “effetti del secondo ordine”. In ogni capitolo vengono proposti diversi esercizi, le cui soluzioni sono sviluppate nel mio volume “Problemi di Analisi e Progetto dei Dispositivi a Semiconduttore” (Edizioni Progedit, ISBN 978-88-6194-029-1). L’introduzione di questi esercizi ha lo scopo non solo di conferire una impostazione applicativa agli elementi teorici sviluppati ma anche di stimolare il lettore ad una personale analisi dei criteri di progetto presentati nel testo. Ho cercato di rendere la trattazione chiara e, per quanto possibile, esaustiva, guardando soprattutto all’utilità didattica. Nelle mie intenzioni è che il testo, per il suo taglio didattico e per gli esercizi applicativi presenti, possa essere particolarmente adatto agli studenti dei Corsi di Laurea in Ingegneria, Fisica e Scienza dei Materiali.